[發明專利]一種微波高溫處理放射性廢物連續轉化燒結裝置

有效

• 申請號: 201210128012.3
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102855953A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 董發勤;李少甫;代成軍;高磊
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G21F9/32
• 分類號: G21F9/32
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域

本發明涉及微波高溫處理放射性廢物連續轉化燒結裝置。?

背景技術

近些年來我國的原子能科研和生產都取得了突飛猛進的進步，尤其是我國核工業發展迅速，然而在原子能的科研、生產和應用中產生各種含有放射性核素的廢液，放射性廢液治理工作屬于核工業生產鏈條中的一環，解決核廢液治理問題是保障科研安全和國家環境安全的需要，也是我國核能事業可持續發展的前提。通常將放射性廢液按比活度（或放射性濃度）分成高放射性廢液（高放廢液）、中放射性廢液（中放廢液）和低放射性廢液（低放廢液）。對于各種不同放射性廢液采用不同的處理方法，高放廢液長期存放是不安全的，必須將高放廢液轉化成固體，包裝后作最終處置。固化方法有：放射性廢物玻璃固化、陶瓷固化等。中放廢液的處理方法有：①將廢液固化，再將固體廢物作最終處置。通常用放射性廢物水泥固化或放射性廢物瀝青固化；②將廢液與水泥、粘土等物混合，用高壓直接注入頁巖深地層中；③用蒸發、化學凝聚、離子交換多種處理手段，將大部分中放廢液轉變成低放廢液；對小量的放射性濃集液進行固化處理。低放射性廢液通常用蒸發、離子交換、化學凝聚及隔膜分離等多種手段濃集處理，將大部分低放廢液處理到允許排放水平，小量的濃縮液固化處理。?

微波活化核廢物處理技術在已經是公認的減容無污染處理技術，不僅僅是對核廢物處理，還可對化工原料活化、活性炭活化、化學材料等進行活化處理，目前已經得到業內人士以及國家相關部門的高度重視。現有的微波活化核廢料處理裝置是以單個磁控管作為微波輸入源，內部設有保溫材料，雖然此類裝置可以處理放射性廢物，然而由于磁控管數量限制使得腔體內部電磁場分布不合理，活化效果不佳。而且爐體會直接受到放射性廢物的侵蝕，擴大了污染范圍，產生大量的二次廢物。不能滿足社會的需要。?

發明內容

本發明的目的是設計一種處理放射性廢物連續轉化燒結裝置，用于處理核工業廢料。?

本發明的技術方案：一種利用微波活化能處理放射性廢物連續轉化燒結裝置，包括爐體支架10、殼體及爐蓋，其特征在于，它的殼體由保溫層5、爐壁6和外壁7組成；它的爐蓋為活動蓋，其上設置有壓力表1、減壓閥2和觀察窗3；它的殼體上還設置有磁控管8、冷凝系統入水口9、流量控制器11、入料口12和冷凝系統出水口14；置于殼體內的石英罩19安放在底座15上，其內還設置有外表面纏繞有冷卻系統17的反應釜18；固定在爐蓋上的熱電偶4穿入石英罩19內；石英罩19內還有向反應釜18噴固化劑、水或冷氣的噴頭20；它還設置有其轉動可使反應釜內廢液混合均勻傳動系統13。?

本發明處理對象為低、中、高放射性廢液及殘渣。該廢液及殘渣使用泵送輸入微波處理耐高溫、耐腐蝕、可穿透微波的儲料罐中裝置中加入酸液、堿液等使其充分混合。根據需要選擇通入保護氣體（氮氣、氬氣、二氧化碳等惰性氣體），其流量為0~3000mL/min。先對高放廢料氧化轉型，控制微波功率為0~50KW，溫度短時間內能由室溫升至2100℃且溫度差控制在0~50℃之間，恒溫時間為0~10h，先將廢料轉型為氧化物，然后加入固化劑使氧化廢料與固化劑高溫條件攪拌形成熔融態得到固化體，最后采用急冷、慢冷等方式將固化體進一步固化。?

使用時物料經泵送經輸料管加入反應釜中，然后加入固化劑，通過溫度控制儀控制輸出功率微波加熱至500℃-1000℃，恒溫0.5h-5h，使放射性廢料中的酸根離子轉型為氧化物，繼續升溫至1000℃-2100℃，恒溫0-20h，使固化劑與氧化物形式放射性廢料發生反應形成玻璃/陶瓷體、玻璃體、陶瓷體等固化體。在可控惰性保護氣體氣氛種類及流量條件下，燒結固化過程通過控制微波輸出功率和使廢料及固化劑溫度在短時間內由室溫上升至數千度使物料成熔融狀態，使其在高溫的環境下經過不同相轉化形成固化體最后采取慢冷或急冷方式將固化體冷卻，得到可安全處置的放射性廢物。?